3.3. Влияние плазменных микрополей на процессы переноса и некоторые элементарные процессы в плазме, в том числе неидеальной

руководитель Романовский М.Ю., ИОФ РАН

 

1.  Фундаментальная научная проблема, на решение которой направлен проект:   

     Процессы переноса и элементарные процессы в плазме

 

2.  Конкретная фундаментальная задача (задачи) в рамках проблемы, на решение которой направлен проект:

     Влияние плазменных микрополей на процессы переноса и некоторые элементарные процессы в плазме, в том числе неидеальной и замагниченной

 

3.  Предлагаемые методы и подходы:

  • Расчет физических механизмов (классических и квантовых) действия электрического и магнитного микрополей на процессы переноса и многочастичные процессы в плазме;
  • Расчет плазменных микрополей с использованием второго закона Кеплера;
  • Расчет распределений энергий заряженных частиц в плазме, определение небольцмановских асимптотик типа Парето, в том числе комбинаторными методами;
  • Использование модели «случайных доменов» для расчета процессов переноса и некоторых элементарных процессов в плазме

 

4.  Ожидаемые в конце 2012 года научные результаты:

  •  Будет рассчитано влияние магнитного микрополя на продольную и поперечную диффузию, а также на теплопроводность в замагниченной плазме;
  •  Будет рассчитано влияние электрического микрополя на процесс захвата орбитальных электронов ядрами атомных ионов плазмы и влияние этого микрополя на возможный двойной безнейтринный захват электронов;
  •  Будет рассчитана асимптотика электрического и магнитного микрополей в разреженной неидеальной плазме методом второго закона Кеплера

 

5. Современное состояние исследований в данной области науки, сравнение ожидаемых результатов с мировым уровнем:

     Электрическое микрополе плазмы исследовалось в основном применительно к задаче о Штарковском смешении линий излучения ионов в плазме, преимущественно в неидеальной. Замагниченная плазма с этой точки зрения практически не анализировалась. Некоторое внимание было уделено анализу влияния этого микрополя на скорости трехчастичной электрон-ионной и диэлектроной рекомбинации в плазме. Магнитное микрополе в плазме и его действие вообще регулярно не анализировались за исключением нескольких работ автора проекта. Влияние микрополей на процессы переноса регулярно также не анализировалось за исключением немногих попыток установления распределения частиц по энергиям в неидеальной плазме

 

6.  Имеющийся у коллектива научный задел по предлагаемому проекту; полученные ранее результаты, разработанные методы и системы:

     Автором проекта предпринята попытка регулярного анализа влияния плазменных микрополей на элементарные многочастичные процессы в плазме (см. п.7). Была предложена модель плазмы в виде набора «стохастических доменов», в которых (электрическое) микрополе можно было считать постоянным и в которых происходило ускорение или торможение заряженных частиц. Расчет по этой модели распределения частиц по энергиям давал «толстый хвост» распределения, что обусловливало возрастание скорости таких многочастичных процессов как ударная ионизация, слияние ядер, трехчастичная электрон-ионная рекомбинация, и др. Учет влияния магнитного микрополя приводил к интересным результатам в форме и ширине спектральных линий ионов, а также в скорости поперечной диффузии частиц в замагниченной плазме. Автор предлжил метод расчета магнитного микрополя в различной плазме, в том числе неизотропной и замагниченной, что можно использовать для определения коэффициентов диффузии и теплопроводности такой плазмы.

     Среди элементарных процессов не было проанализировано влияние электрического микрополя плазмы на процесс захвата ядром (внутренних) орбитальных электронов атомных ионов. Автором предложен способ анализа ускорения такого элементарного процесса во внешнем электрическом поле, метод может быть приложен для анализа этого процесса в звездных атмосферах. В плазме возникают интересные перспективы ускорения возможного процесса двойного безнейтринного электронного захвата на несколько порядков величины за счет резонансного перехода между основным состоянием материнского и возбужденным состоянием дочернего ядра.

 

7.  Список основных публикаций научного коллектива, наиболее близко относящихся к предлагаемому проекту:

  •  M.Yu.Romanovsky, W.Ebeling. Elementary Many-Particle Processes in Plasma Microfields. Contrib. Plasma Phys. 46, No. 3, 195 (2006).
  •  M.Yu.Romanovsky. Distributions of a magnetic microfield in plasmas. Phys.Lett.A., 249. p.99, (1998).
  •  M.Yu.Romanovsky, W.Ebeling. Corrections of electron impact ionization rates by plasmas electric microfield. Phys.Lett.A,317, p.150, (2003).
  •  Galkin A.L., Kalashnikov M.P., Klinkov V.K., Korobkin V.V., Romanovsky M.Yu., Shiryaev O.B. Dynamics of an electron driven by relativistically intense laser radiation. Phys. of Plasmas, v.17, 053105 (2010) 
  •  M.Yu.Romanovsky, W.Ebeling, I.Sokolov.Velocity Distributions and Kinetic Equations for Plasmas Including Levy Type Power Law Tails.Contributions to Plasma Physics, Vol.49, No.10, p. 690 (2009)

 

8.  Список основных публикаций руководителя проекта в рецензируемых журналах:

  •  V.V.Korobkin and M.Yu.Romanovsky. Laser thermonuclear fusion with force confinement of hot plasma. Phys.Rev.E, 49, p.2316 (1994).
  •  M.Yu.Romanovsky and W.Ebeling. Microfields and fusion rates for dense plasmas. Physica A, 252, p.488 (1998).
  •  М.Ю.Романовский. Ускорение запрещенных захватов орбитальных электронов ядрами под действием лазерного излучения. Письма в ЖЭТФ т.94 №6 с.460 (2011)